Question

小蔡利用圖甲裝置做過氧化氫分解實(shí)驗(yàn)時(shí)，帶火星的木條很難復(fù)燃，朱老師幫小蔡加裝了一個(gè)U形管（如圖乙裝置）后，帶火星的木條較易復(fù)燃．
（1）過氧化氫加熱分解的符號(hào)表達(dá)式是

 

．
（2）改用乙裝置后能使帶火星的木條復(fù)燃的原因是

 

．
（3）小蔡結(jié)合所學(xué)知識(shí)對(duì)上述實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了更加深入的思考，并繼續(xù)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)探究．
【提出問題】能使帶火星小木條復(fù)燃的一定是純氧嗎？
【設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】小蔡設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)如下：如丙圖所示，按下表所示比例，用排水法收集部分氧氣，分別得到五瓶空氣和氧氣的混合氣體，進(jìn)行木條復(fù)燃的實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)你幫他將下表實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象填寫完全．

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	空氣體積分?jǐn)?shù)%	排水體積分?jǐn)?shù)%	帶火星的木條復(fù)燃情況
1	85	15	火星稍變亮，不復(fù)燃
2	80	20	火星明亮，時(shí)燃時(shí)不燃
3	75	25	復(fù)燃
4	70	30
5	50	50	復(fù)燃

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】通過以上實(shí)驗(yàn)，可以得出的結(jié)論是

 

．小蔡還能夠粗略得出：使帶火星的木條復(fù)燃的氣體中氧氣體積分?jǐn)?shù)的范圍是

 

．
【繼續(xù)探究】小蔡對(duì)二氧化錳催化過氧化氫分解的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究，做了一組實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表：

實(shí)驗(yàn)次序	1	2	3	4	5	6
10%的H2O2溶液的用量（mL）	30	30	30	30	30	30
MnO2粉末的用量（g）	0.1	0.3	0.5	0.7	0.9	1.1
收集等體積O2所用時(shí)間（s）	17	7	4	2	2	2

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，小蔡探究的問題是

 

，通過該實(shí)驗(yàn)可以得到的結(jié)論是 （寫一條即可）

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究氧氣的性質(zhì),催化劑的特點(diǎn)與催化作用,書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

分析：（1）實(shí)驗(yàn)室用加熱5%的過氧化氫方法制取氧氣，由于氧氣中含有的水分多，帶火星的木條不復(fù)燃．圖乙將制得的氧氣通過濃硫酸水蒸氣除去，帶火星的木條復(fù)燃．
（2）根據(jù)氧氣的供給呼吸和支持燃燒的性質(zhì)回答；
（3）由表格所反應(yīng)的信息可知，能使木條的火星復(fù)燃的不一定是純氧．題目里的時(shí)燃時(shí)不燃就是燃與不燃的交界，此時(shí)的氧氣的體積百分?jǐn)?shù)為（80×21%+20）÷100=36.8%，注意21%是空氣中氧的體積百分含量，計(jì)算氧氣的體積百分?jǐn)?shù)時(shí)不要漏掉空氣中氧氣的體積．
（4）從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中可以看出，在相同質(zhì)量的過氧化氫溶液中加入不同質(zhì)量的二氧化錳，收集等體積氧氣所用的時(shí)間不同，可見，實(shí)驗(yàn)探究的問題是：催化劑的用量對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率有沒有影響．對(duì)反應(yīng)的影響體現(xiàn)在反應(yīng)所用的時(shí)間和反應(yīng)物的用量上．

解答：解：由于過氧化氫溶液中含有很多的水，制取的氧氣中也會(huì)含有大量的水蒸氣，導(dǎo)致甲中除了生成O₂外還有較多的水蒸氣，而乙裝置加了干燥裝置，降低了水蒸氣的含量．由于含氧氣濃度大帶火星的木條才容易復(fù)燃．
（1）實(shí)驗(yàn)室制取氧氣常用過氧化氫溶液與催化劑（二氧化錳），反應(yīng)原理為2H₂0₂

MnO2  .

2H₂O+0₂↑．
（2）乙裝置將生成的氧氣通過濃硫酸，使氧氣中的水蒸氣除去了．
（3）①根據(jù)表格中反應(yīng)的信息可知：實(shí)驗(yàn)2中時(shí)燃時(shí)不燃就是燃與不燃的交界，從實(shí)驗(yàn)3開始就可以復(fù)燃，所以實(shí)驗(yàn)4中是復(fù)燃．
②因?yàn)閷?shí)驗(yàn)2中時(shí)燃時(shí)不燃就是燃與不燃的交界，此時(shí)的氧氣的體積百分?jǐn)?shù)為（80×21%+20）÷100=36.8%．所以通過以上實(shí)驗(yàn)，可以得出的結(jié)論是能使帶火星的木條復(fù)燃的氣體不一定是純氧氣；小明還能夠粗略得出：使帶火星的木條復(fù)燃的氣體中氧氣體積分?jǐn)?shù)的范圍是大于等于36.8%（填36%也正確）．
（4）由表中數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)研究的問題是：催化劑的量對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響．通過該實(shí)驗(yàn)可以得到的結(jié)論是：二氧化錳（MnO₂）的量越多過氧化氫分解速率越快；但是，當(dāng)二氧化錳的質(zhì)量增加到0.7g之后，就不再影響過氧化氫分解的速率，30mL10%H₂O₂溶液加入0.7gMnO₂時(shí)反應(yīng)速率達(dá)最大值．
答案：
（1）2H₂0₂

MnO2  .

2H₂O+0₂↑．
（2）改用乙裝置后除去了氧氣中的水蒸氣．
（3）【設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】復(fù)燃       
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】能使帶火星的小木條復(fù)燃的不一定是純氧．
  大于等于36.8%．
【繼續(xù)探究】
    催化劑的量對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，
  二氧化錳的量越多過氧化氫分解的速率越快．當(dāng)二氧化錳的質(zhì)量增加到一定量后不再影響過氧化氫的分解速率．二氧化錳的量（催化劑的量）可影響化學(xué)反應(yīng)的速率．30ml10%的過氧化氫溶液中加入0.7g二氧化錳時(shí)反應(yīng)速率最快．（以上答對(duì)一點(diǎn)即可．合理也可．）

點(diǎn)評(píng)：該題考查了實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的方法，詣在告訴我們用加熱過氧化氫溶液的方法來制取氧氣不合適，用催化劑的方法更好．